资源与化工 学院 化学 专业 2011级 物理化学 科目

资源与化工学院化学专业2011级物理化学科目姓名王煅炼座号27 同组人陈咸柳指导教师戈芳

实验三、液体饱和蒸气压的测定——静态法

Ⅰ、目的要求

1．了解用静态法（亦称等位法）测定异丙醇在不同温度下蒸气压的原理，进一步理解纯液体饱和蒸气压与温度的关系。

2．掌握真空泵、恒温槽及气压计的使用。

3．学会用图解法求所测温度范围内的平均摩尔汽化热及正常沸点。

Ⅱ、实验原理

一定温度下，在一真空的密闭容器中，液体很快和它的蒸气建立动态平衡，即蒸气分子向液面凝结和液体分子从表面逃逸的速度相等，此时液面上的蒸气压力就是液体在此温度时的饱和蒸气压，液体的蒸气压与温度有一定关系，温度升高，分子运动加剧，因而单位时间内从液面逸出的分子数增多，蒸气压增大。反之，温度降低时，则蒸气压减小。当蒸气压与外界压力相等时，液体便沸腾，外压不同时，液体的沸点也不同。把外压为101325Pa时沸腾温度定为液体的正常沸点。液体的饱和蒸气压与温度的关系可用克劳修斯-克拉贝龙方程式来表示。

式中p为液体在温度T时的饱和蒸气压（Pa），T为热力学温度（K），ΔHm为液体摩尔汽化热，R为气体常数。在温度变化较小的范围内，则可把ΔHm视为常数，当作平均摩尔汽化热，将上式积分得：

由（2）式可知，在一定温度范围内，测定不同温度下的饱和蒸气压，以lg p对1/T作图，可得一直线，而由直线的斜率可以求出实验温度范围的液体平均摩尔汽化热ΔH m。

静态法测蒸气压的方法是调节外压以平衡液体的蒸气压，求出外压就能直接得到该温度下的饱和蒸气压。其实验装臵如图所示。所有接口必须封闭。

Ⅲ、仪器与药品

恒温装臵1套；真空泵及附件1套；气压计1台，等位计

1支；数字式低真空测压仪1台。异丙醇（A.R.）。

Ⅳ、实验步骤

1．装样

从等位计R处注入异丙醇液体，使A球中装有2/3的液体，U形B的双臂大部分有液体。

2．检漏

将装妥液体的等位计，按图接好，打开冷却水，关闭活塞H，G。打开真空泵抽气系统，打开活塞G，使低真空测压仪上显示压差为4000Pa～5300Pa（300mmHg～400mmHg）。关闭活塞G，注意观察压力测量仪的数字的变化。如果系统漏气，则压力测量仪的显示数值逐渐变小。这时细致分段检查，寻找出漏气部位，设法消除。

调节恒温槽至所需温度后，打开活塞G缓缓抽气，使A球中液体内溶解的空气和A、B空间内的空气呈气泡状通过B管中液体排出。抽气1分钟后，关闭活塞G，调节H，使空气缓慢进入测量系统，直至B管中双臂液面等高，从压力测量仪上读出压力差。同法再抽气，再调节B管中双臂等液面，重读压力差，直至两次的压力差读数相差无几。则表示A 球液面上的空间已全被异丙醇充满，记下压力测量仪上的读数。

3．测量

用上述方法测定6个不同温度时异丙醇的蒸气压。（每个温度间隔为5K）

在实验开始时，从气压计读取当天的大气压。

Ⅴ、实验注意事项

1．整个实验过程中，应保持等位计A球液面上空的空气排净。

2．抽气的速度要合适。必须防止等位计内液体沸腾过剧，致使B管内液体被抽尽。

3．蒸气压与温度有关，故测定过程中恒温槽的温度波动需控制在±0.1K。

4．实验过程中需防止B管液体倒灌入A球内，带入空气，使实验数据偏大。

5．在停止实验时，应缓慢地先将三通活塞打开，使系统通大气，再使抽气泵通大气（防止

泵中的油倒灌），然后切断电源，最后关闭冷却水，使实验装臵复原。

Ⅵ、数据处理

被测液体异丙醇实验时间2013/10/29

实验开始时室温19.7℃实验结束时室温22.5℃

实验开始时气压计读数1021.0hpa 实验结束时气压计读数1021.5hpa

实验开始时湿度59％实验结束时湿度51％

1．自行设计实验数据记录表，既能正确记录全套原始数据，又可填入演算结果。

2．计算蒸气压p时：p = p′- E。式中pˊ为室内大气压（由气压计读出后，加以校正之值），E为压力测量仪上读数。

3．以蒸气压p对温度T作图，在图上均匀读取8个点，并列出相应表格，绘制成lgp～1/T 图

4．从直线lgp ～1/T 上求出实验温度范围的平均摩尔汽化热，及正常沸点。 由k = H m

vap ∆-

得：Δvap H m = ﹣k R =0.0548*8.314=0.4556 kJ

Ⅶ、思考题

1．本实验方法能否用于测定溶液的蒸气压，为什么？

答：溶液不是纯净物，其沸点不稳定，实验操作过程中很难判断是否已达到其沸点 2．温度愈高测出的蒸气压误差愈大，为什么？

答：温度愈高时，温度的变化范围在扩大，此时，液体的平均摩尔气化热不能在视为常数。对饱和蒸

汽压将产生影响。